特大桥梁挂篮实施性施工组织设计

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特大桥梁挂篮实施性施工组织设计

特大桥梁挂篮实施性施工组织设计

1、高速公路第二合同段工程施工图纸、变更设计施工图纸;

2、施工现场的地形、地貌、地质情况;

DB/T 78-2018标准下载3、国家及省现行工程施工规范、标准;

4、我公司现有的机械设备、施工技术水平;

5、我集团公司从事类似工程的施工经验及资源情况;

6、业主、监理单位下达的有关工作指令。

特大桥K4+720.39~K5+427.60。

针对该大桥的特殊性,为确保“高起点、高标准、高速度”地完成工程任务并把它建成一流质量的精品工程,按照如下原则编制:

1、严格按照设计文件,公路桥涵施工技术规范和质量评定与验收标准;

2、自始至终对施工现场坚持实施全员、全方位、全过程严密监控,

动静结合、科学管理的原则;

3、强化精品意识,以精益求精、不断创新的企业精神为指导,交

一项优质工程,向人民献一份厚礼;

4、坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性、安全可靠性与实事

店1号特大桥是国道主干线 至 公路省境内高速公路上的一座特大型三跨预应力混凝土连续刚构桥。该桥上部结构为(8×30+122+210+122)m连续刚构, 桥全长707.21m。主桥(8#墩~11#台)全长为461.58m,跨径设置为122m+210m+122m连续刚构;引桥(0#台~7#墩)全长为245.63m,崇溪河岸为8孔30米预应力混凝土T梁。

引桥下部结构采用四柱式桥墩,其中1#~3#墩为等截面圆形柱,柱径1.5m,基础为单桩基础,桩径为1.8m;4#~7#墩为变截面矩形柱,柱顶尺寸1.7×1.8m,基础为双排桩基承台式基础,桩径为1.5m;引桥桥台为四柱式轻型桥台,台身高2m,宽2.4m,桩基直径1.8m。

主桥下部结构:8#交界墩采用整体式单薄壁实心墩,墩身厚3m,宽12.2m,其承台厚度3.5m,基础采用单排桩基础,共3根2.3m桩;9#及10#主墩采用双薄壁墩身,薄壁厚2.5m,薄壁宽12.6m,两薄壁间净距7m,其承台厚度为6m,基础采用群桩基础,每个桥墩下共设16根桩,桩径2.3m,桩基采用钻孔灌筑桩,11#桥台采用桩基承台式桥台,共设12根2.0m桩基。

店1号特大桥位于省桐梓县松坎镇境内,为河流下切的高台面斜构造盆地地貌,为陡崖、坡地、河谷及槽谷等组成的复杂地貌类型,桥位处河道曲折,水流通畅,河底凸凹不平。沟顶距谷底高差187m,该桥横跨山谷,山谷与桥斜交30o。

引桥4#~7#墩为可溶性灰岩组成的顺向坡,岩体裂隙极为发育,裂隙间充填粘土夹层,承台基坑开挖时极易发生顺向滑坡;主桥崇溪河岸为软质炭质页岩、黑色页岩、钙质页岩组成的顺向坡,岩层强风化较深,且地形边坡较陡,易发生顺层滑坡,对主墩有一定影响;遵义岸主墩为黑色页岩、钙质页岩夹少量薄层灰岩组成逆向坡,岩层强风化较深,对基础受力有一定影响。

桥位区崇溪河岸为可溶性灰岩组成的顺向坡,边坡较陡。主墩为软质炭质页岩、黑色页岩、钙质页岩组成的顺向坡,岩层强风化较深。遵义岸主墩为黑色页岩、钙质页岩夹少量薄层灰岩组成逆向坡,岩层强风化较深。

主要工程材料数量表 表1

本段线路距210国道和铁路线较近,交通运输虽然便利,但若将施工机具材料运到施工现场非常困难,因此得修便道以满足施工需要。店Ⅰ号特大桥共开设2条施工便道,共长3.6公里。施工便道从210国道引入,分别延伸至各墩台。

本桥施工用水利用桥下店小河水,采用多级抽水泵提升至各蓄水池以满足施工需要,蓄水池修于各用水集中之处。

把210国道旁10000V高压电引至特大桥引桥7#墩旁,并在7#墩左侧30m远处设一1000KVA变压器作为全桥的施工电源。另沿着全桥桥位的纵向架设一条低压供电线路,并在各墩台处安装一配电箱,以供全桥各墩台施工用电,另自备发电机两台。

店I号特大桥所需的砂、石料等地材由两处料场生产,一是店I号特大桥6#墩右侧料场,其料源来自K4+468~K4+720段路基挖方;另一是松坎隧道进口右侧料场,其料源来自松坎隧道进口弃碴和料场后坡体石料。水泥、钢筋等主材由总监办物资公司供至施工现场。钢绞线、精轧螺纹钢等材料由厂家用火车运至松坎火车站,然后用汽车运至施工现场。其它零星材料由总监办物资公司供应或由项目部直接从桐梓或重庆购买。

第六节 工程综合分析

店I号特大桥是本合同段的控制工程,也是全线的控制工程。大桥全长707.21m,主桥(8#墩~11#台)为122+210+122米的连续刚构,引桥(0#台~8#墩)为8×30m的预应力混凝土T梁。该桥技术含量高,施工难度大,主要突出问题有:主墩9#墩、10#墩为双薄壁墩,墩高分别达64m和74m;整幅式箱梁截面为单箱单室结构,其宽度达22.5m;主跨跨径大,达210m。所以双薄壁高墩的施工和整幅式大挂篮的施工是本桥施工的关键。

1、主桥为整幅式大跨度连续刚构梁,混凝土圬工数量大,相对集中,目标工期相对紧张,材料、设备、人力投入较大,施工规模庞大。

2、“科技含量高,施工技术难度大”。墩身为双薄壁高墩,梁部为整幅式悬浇施工,尤其是梁体的施工、悬浇的线型控制、应力监控、体系转换、中跨合拢,边跨合拢等施工均有较大的施工技术难度。

根据本工程的施工特点,本着“技术素质高,有丰富施工经验”

的原则进行劳动力的资源配置,技术工人占总人数的80%以上。

根据本桥的实际特点,从我单位内调集有类似桥梁施工经验的精兵强将以保证本工程的顺利进行。

鉴于本桥有着“高、难、艰、险“的特点,因此将从我单位抽调在工程中施工过的挂篮施工专业队伍,高墩施工队及专业队。

四、施工队伍安排及任务划分

根据店Ⅰ号特大桥目前的施工进度,特安排我项目部所属的第十一工程队和桥梁公司负责施工。其中第十一工程队负责主桥和引桥的下部结构施工,桥梁公司负责引桥T梁的预制和架设。

第十一工程队下辖五个工班,第一工班30人,负责引桥剩余墩台身、主桥8#过渡墩、11#台及主桥两边跨现浇段的施工。第二、三工班负责9#、10#主墩墩身及其T构的施工。第二、三工班均由钢筋班、混凝土班、挂篮班、模板班和预应力张拉班等小工班共80人组成。第四、五工班均为混凝土生产工班,各有15人,分别负责7#墩拌合站和10#墩拌合站混凝土的生产。

桥梁公司50人,负责引桥T梁的预制和架设。

全桥队伍安排如下:

1、混凝土生产及运输设备。

全桥共设两套NZS60型拌合站,分别设于7#墩右侧和10#墩右侧,每套生产能力为/h。7#墩右侧拌合站负责供应梁场和1#~9#墩的混凝土,10#墩拌合站负责10#墩、11#台的混凝土生产。 混凝土的输送采用三台混凝土输送车配合四台混凝土输送泵进行。

0#台、1#~5#墩、6#和7#墩底部墩身钢筋和模板的提升设备采用25t吊车;6#和7#墩上部墩身模板和钢筋的提升设备,采用自行加工的简易龙门吊;主墩9#、10#墩各配一台塔吊和一台施工电梯,以保证两主墩的材料和人员的垂直运输。全桥混凝土的垂直运输均通过混凝土输送泵解决。

全桥两个T构各配一套自行加工的三角形挂篮。挂篮单个重为120t,一套共重240t。

全桥预应力筋张拉设备如下表:

5、T梁的起重及架设设备

T梁的起重采用两台龙门吊,每台起重能力为40t。T梁的架设采用一台架桥机,其能力能保证以下梁的架设。

6、桥主要机械设备情况

全桥主要机械设备一览表

第三章 施工准备

第一节 施工总体布置

1、符合环境保护、安全防火和劳动保护的要求,并考虑避免各种自然灾害侵袭的措施。

2、在保护施工能够顺利进行的情况下,尽量减少施工用地,少占农田,使平面布置紧凑合理。

3、所有临时性建筑和运输,水,电等线路位置,不得妨碍地面构筑物的正常施工。

4、合理布置进场道路,施工现场的运输道路和各种材料的堆场,仓库位置,各种机具的位置,尽量使其运距最短,以缩小场内的搬运距离。

5、施工区域的划分与场地的确定,符合施工的工艺流程要求,尽量减少各工序之间的干扰,以利于生产的连续性。

6、各种生活设施便于工人的生产和生活。

第二节 工地试验室

按照本工程实际需要,我部组建了工地试验室,负责全标段的试验检测工作。试验室建设已全面完成,仪器已全部通过遵义市技术监督局的检验标定,已申请工地试验室临时资质。试验室对各种原材料、半成品、成品及施工过程的抽样、检验控制分别见各分项工程的施工质量控制和试验室取样制度。资源综合情况试验及检测能力见下表:

试验室能力和设备配制情况表

第三节 混凝土拌和站

根据店Ⅰ号特大桥混凝土工程量和工期安排,我部在店Ⅰ号特大桥7#墩右侧和10#墩右侧各设一台NZS60型拌合站,均配备自动计量配料机,各安装2个散装水泥罐(容积60吨/个),储藏袋装水泥的水泥库(容纳300吨),各配备一台ZL40装载机上料;均建立一个容积40立方的蓄水池。7#墩拌合站提供引桥和9#墩T构所需混凝土,10#墩拌合站提供10#墩T构和11#台所需混凝土。另在K4+468~K4+600 段路基T梁预制厂后设一拌合站,以解决T梁预制混凝土的生产。

拌和站周围便道经常撒水,防止扬尘,污染砂石料。拌和站配备了混凝土罐车3台(容积8立方米),混凝土输送泵4台,输送管1000米。

第四章 施工方案、施工方法

平面布置按“紧凑、合理、畅通、环保、防洪”的原则。临时房屋集中设置,采用砖砌和活动板房结构相结合;便道分为进场便道、主便道、支便道,按不同标准规划修建,保证晴、雨畅通。在店Ⅰ号特大桥6#墩左侧附近设一台1000KVA的变压器连接高压电网,沿桥位纵向布置低压线通往各个墩台位处,同时配备两台200KW的大功率发电机备用,施工用水采用店小河水,在用水集中处修建蓄水池储备。该特大桥设三座砼拌和站、相应的加工厂及周转材料堆放场。

店Ⅰ号特大桥引桥施工顺序为桩基全面开工,桩基完成后,1#~3#墩采用二套墩身圆模和二套盖梁模板逐次浇筑柱身及盖梁。4#~7#墩采用一套墩身方模和一套盖梁模板逐次浇筑柱身及盖梁。主桥9#墩、10#墩两墩桩基也同时开工,但其承台采用一套模板先后浇筑,墩身各采用一套大块翻模进行施工,主桥梁部各用一套挂篮进行悬臂浇筑。8#过渡墩待10#墩墩身施工完后,采用10#墩墩身模板进行施工。11#桥台待引桥基础全部施工完成后才进行施工。

店Ⅰ号特大桥0#台~7#墩、11号台设计均为挖孔桩,主桥8#~10#墩设计均为钻孔桩。但根据总监办的要求及施工现场的实际情况,项目部决定所有桩基均按挖孔桩施工,但根据各桩基的地质情况不同,采用不同的护壁形式和厚度。护壁的具体形式如下:0#台~3#墩采用30cm厚C30混凝土护壁,4#~7#墩采取30cm厚C30钢筋混凝土护壁,8#墩~11#台采用50cm厚C30钢筋混凝土护壁。

桩孔开挖采用人工开挖,配合机械打眼,浅孔松动爆破,护壁防护的成孔法进行施工。桩身钢筋在钢筋加工场加工,在桩孔附近绑扎成形的方法成笼。对于桩身过长的钢筋笼,则采取分节制作,吊车入孔,在孔口焊接的方法进行施工。对于无水的桩孔,则采取普通混凝土灌筑法施工,对于桩孔内渗水量较大的桩孔,则采取水下混凝土灌筑进行施工。混凝土均在拌合站进行拌合,混凝土运输车运送,用串筒或导管入孔进行灌筑。

引桥承台土质基坑开挖采用以挖掘机开挖为主,人工配合清底修边。对于岩石基坑,则采用机械打眼,浅孔松动爆破,风镐清底的方法开挖。基坑检查合格后,然后在其上放线,现场绑扎钢筋,模板采用组合钢模,混凝土在拌合站拌合,罐车或泵送,溜槽入模,均匀布料分层浇筑,插入式捣固棒振捣。

承台基坑在桩孔开挖之前,已开挖到位,待各桩孔灌筑完成后,采用人工配合挖掘机开挖各桩间部分1.5m片石混凝土垫层。片石混凝土垫层浇筑完成后,测量放样,绑扎承台底部三层钢筋,然后立模,浇筑第一次混凝土(高4m,混凝土约1400m3),绑扎台上部二层钢筋,浇筑第二次混凝土(高2m,混凝土约700m3)。

桥台模板采用承台的大块钢模和组合钢模夹木模,外露面用大块钢模,混凝土在拌合站集中拌合,罐车运输,泵送入模,捣固棒振捣,台身与台背一次浇筑成型。

店Ⅰ号特大桥1#~7#墩为柱式墩身,柱式墩身采用定型钢模,在墩身四周搭设架子,作为柱身的人工脚手架,模板的支撑靠自身支撑,风缆固定。模板固定采取在模板外侧加槽钢背肋,拉力钢筋加固在模板外侧槽钢上。钢筋在墩身上绑扎成形。砼拌合站集中拌合,输送车运送,泵送入模,插入式振捣捧捣固,塑料薄膜覆盖养生。1#~4#墩由于墩身不高,采取墩身一次灌筑成形的方法,5#~7#墩由于墩身较高,采取分节灌筑成形的方法进行施工。

(3) 薄壁高墩的施工方案

店Ⅰ号特大桥主桥8#、9#、10#薄壁墩施工采用大块翻模进行施工。每墩身模板分三节,每节高2.5米,第一节混凝土浇筑完成后,拆除第三节模板(最下一节模板)支立在第一节上浇筑混凝土,然后拆除第二节模板支立在第三节模板上浇筑混凝土,这样依次交替,循环上升,直至墩顶。钢筋在地面加工,墩顶绑扎成形。混凝土在拌合站集中拌合,输送泵送至墩顶。

本合同段梁部大跨度连续刚构的最大跨度210m,主要施工项目为:零号块施工、1#~36#段施工、边跨现浇段施工、中跨合拢段施工、边跨合拢段施工等几个方面。悬浇共投入挂篮2套,每套各重240t,均为新加工挂篮。零号段施工采用在墩顶预埋预埋件,在预埋件上拼装万能杆件托架,然后在托架上铺设纵、横槽钢分配梁及方木,最后铺设底模、绑扎钢筋、支立侧模、浇筑混凝土。

(2)店Ⅰ号特大桥引桥T梁的施工

店Ⅰ号特大桥引桥为8跨30米预应力混凝土T梁,T梁集中在店Ⅰ号特大桥0#台后K4+468~K4+720段路基上预制,采用架桥机从第一孔往第七孔逐次架设,第八孔待主桥边跨(第九跨)合拢后并张拉完成后再架设。

第二节 桥梁基础工程的施工方法及工艺

店Ⅰ号特大桥0#台~7#墩设计为挖孔桩基础,8#墩~11#台设计为钻孔桩基础,但根据总监办的要求,全桥均按挖孔桩施工。其中0#台~3#墩桩径为1.8米,共16根;4#墩~7#墩桩径为1.5米,共32根;8#墩~10#墩桩基直径为2.3米,共35根;11#台桩径为2.0米,共12根。具体施工工艺及方法如下:

挖孔时每层爆破清孔后用垂球检查挖孔偏心情况,及时纠正孔位偏差。孔位偏差群桩控制在10cm内,单排桩控制在5cm内,倾斜度不大于0.5%。挖孔到设计高程后,应把孔底清理平整。挖孔过程中应详细作好挖孔地质记录,以供设计院、总监办、驻监办等七家单位验孔时检查,以决定桩孔是否加深。

钢筋笼制作长度可根据设计长度和吊车的工作长度制作,钢筋笼的下料、加工均在钢筋加工场完成,运至孔位旁后焊接、绑扎成形,并编号存放。对于桩身过长,钢筋笼分节制作的,则在孔口吊装时焊接接长。钢筋笼加工制作必须符合规范和设计要求,主筋接头在同一截面小于50%,主筋接头采用双面绑条焊搭接。钢筋笼制作的误差范围是主筋间距±10mm,箍筋±20mm,骨架外径±10mm,骨架倾斜度±0.5%,保护层厚度±20mm,为保证钢筋笼的保护层厚度,在每节钢筋笼设3道保护层控制耳环,骨架顶端设置吊环。

进场的钢筋、下好的料、加工成型的钢筋笼均需注意防锈并加以标识。

⑵ 吊装钢筋笼用吊车吊装,吊装时应按骨架长度及编号入孔。在吊装时为防止钢筋笼变形,应对钢筋笼进行径向加固。对于分节加工的钢筋笼,第一节钢筋笼入孔后用型钢临时穿支在锁口上,然后吊装第二节钢筋笼,轴线与第一节对准后,进行接头连接,以此类推,直到全笼完成。钢筋笼下落时要平稳,不许摆动,防止钢筋笼碰撞护壁,产生变形。钢筋笼吊装误差为中心位置20mm,顶端高程±20mm,底面高程±50mm。

按规范和设计要求数量正确埋设超声波检测管道,并在施工中注意保护其不被损坏、移位和堵塞,检测管内径不小于5cm。

对于0#台~8#墩、11#台等各墩台孔底无水或地下渗水量较少的桩孔,采用普通混凝土灌筑法进行灌筑。灌筑前先连接好串筒,串筒连接时,必须保证各串筒间的牢固,使其能抗混凝土的冲击力。捣固采用插入式捣固棒分层捣实。混凝土下料时,下料量得保证每层厚度不超过30cm。每层捣固时,应保证每次捣固棒插入下一层5cm。

普通混凝土灌筑桩灌筑时,混凝土面应高出设计标高10~20cm,待混凝土强度达到20Mpa后再将其凿除,以保证与承台接触面砼的强度。

9#、10#墩桩底标高低于河床标高,其桩底渗水量较大,不能按普通混凝土灌筑施工,必须按水下混凝土灌筑施工。

导管采用φ300的无缝钢管,每节3m,最底节6m,配2节1m调节段,用来调节导管高度。

在下导管前,要对导管进行认真检查其是否损坏,密封圈,卡口是否完好,内壁是否圆顺光滑,接头是否紧密。对导管做水密、承压、接头抗拉试验,以检验导管的密封性能、接头抗拉能力,符合规范要求方可下导管。质量不可靠的导管不准使用。

下导管必须有专人负责,导管必须居孔中心,下导管时应防止导管碰撞钢筋笼,使钢筋笼发生变形。导管距离孔底25~40厘米。

混凝土原材料及配合比应符合规范要求。

混凝土灌筑是十分重要的工序,必须严格组织,操作人员与机械密切配合,场地平整,材料充足且符合规范要求。所用的混凝土运输车、吊车等运转正常,保证正常供电,且备用发电机。混凝土采用一台拌合站拌合,另一台备用,以防拌合站发生故障。

混凝土采取导管水下灌筑法。混凝土采用混凝土运输车运至孔口,初灌量要进行准确计算,以保证导管初埋深度不小于1.0m和填充导管底部需要。砼开始灌筑后必须连续进行,不可中断。灌筑过程中下第一斗料,均要测量混凝土面高度,及时调整导管埋深,导管埋深应控制在2~6m为宜。混凝土运至桩位时应检查其均匀性和坍落度,坍落度控制在20±2cm为宜,如不符合要求应进行二次拌和,二次拌和后仍不符合要求则不得使用。在灌筑混凝土前,为防止钢筋笼上浮,用4根φ20钢筋将钢筋笼固定于料斗支架上。

为了保证桩体的质量,砼灌筑应高出设计桩顶高度0.5~1.0m。

在混凝土灌筑过程要注意做好灌筑记录,并与设计数量相比较,以检查成孔质量。

全部混凝土灌筑完成后,应缓慢吊出导管,清理场地,进行下一根桩的混凝土浇筑。

桩身混凝土达到龄期后即可进行检测。包括压混凝土试件和在现场进行超声波无破损检测。经检测一个承台的所有桩均合格后,即可进行承台施工。

4#墩~8#墩、11#台承台混凝土数量不太大,施工时一次浇筑完成,属普通承台混凝土浇筑。而9#墩、10#墩承台尺寸为18.7m×18.7m×6.0m,混凝土数量达2100m3,另墩身钢筋伸入承台2m,如承台一次浇筑成型,则墩身钢筋无法支撑,因此承台混凝土分二次浇筑成型。第一次浇筑4m高,混凝土约1400 m3;第二次浇筑2m高,混凝土约700 m3。9#墩、10#墩承台混凝土浇筑属大体积混凝土浇筑。

基坑挖前进行放线和高程测量。基坑土质采用挖掘机开挖,自卸车配合运输,石质采用浅孔爆破法开挖。开挖尺寸每边比承台设计长、宽尺寸大1m。开挖边坡,土质采用1:0.5;在石质采用无放坡开挖。开挖至距设计高程20~30cm时,用人工清理或风镐凿除,不能扰动基坑底。

9#墩、10#墩基坑挖好后,先浇筑底部片石混凝土垫层,然后才能绑扎承台钢筋。片石混凝土浇筑采用土模法,不立模板。

钢筋绑扎前,对基坑进行清扫,对桩头清洗,桩基钢筋嵌入承台部分按设计要求做成喇叭型。底层、顶层及四周钢筋要进行点焊,加强骨架的稳定。钢筋间距、搭接长度均要符合规范要求,钢筋绑扎完后经监理工程师检查签证,方可进行浇筑。由于9#墩、10#墩承台分两次浇筑,所以其钢筋也分两次绑扎,第一次绑扎底部三层钢筋和竖向钢筋,第二次绑扎顶部二层钢筋,顶层钢筋应用支撑钢管支撑于第一层混凝土面上,以保持其稳定。

4#墩~8#墩承台模板采用组合钢模,用钢管连接支撑,加钢管斜撑。9#墩、10#墩和11#台模板采用大块定型钢模,用[20槽钢支撑加固。拉力筋均采用φ16螺纹钢加固于支撑钢管或槽钢上。支架搭设前处理好基础,防止下沉。

在安装前,先对模板表面进行清洁、校正、涂脱膜剂,安装时用建筑双面胶带堵塞板缝,用“U”卡锁紧,保证浇筑混凝土时无漏浆。模板与支架紧密相连,一块模板横竖分别至少与两道支架相连。

对轴线进行检查,符合规范要求后,加固模板与支架连接,报监理工程师签证后浇筑混凝土。

同时在模板上部支架人行天桥,天桥支架应严格与模板支架脱离,并在天桥上挂设人员上下的爬梯。

承台混凝土浇筑时,砼由拌合站集中拌合,采用混凝土罐车运输,输送泵泵送入模。浇筑前充分做好准备,清除基坑中的杂物,平整清理场地。

混凝土浇筑要分层进行,每层厚度不超过30cm,捣固混凝土按顺序进行,防止漏捣,捣固棒插入下层约5cm,振固棒与侧模应保持5~10cm的距离。

混凝土浇筑完毕并初凝后,用湿润的草袋覆盖,每层草袋搭接缝不少于100mm,派专人洒水养护,洒水次数应以草袋湿润为宜。

当砼抗压强度达到2.5Mpa后可以拆模,拆模时注意保护结构边、角部免遭损伤。若有缺陷,及时报告监理工程师,并采取可靠的处理措施。

对承台的几何尺寸、轴线、标高进行检查,经监理工程师签证后回填。承台施工工艺流程见承台施工工艺框图。

店Ⅰ号特大桥主桥承台混凝土的体积大、施工聚集的水化热大,在混凝土内外散热不均匀,以及受到内外约束的情况时,混凝土内部会产生较大的温度应力,导致裂缝产生,为结构埋下了严重的质量隐患。因此,大体积混凝土施工中的温度监控是控制裂缝产生的关键。

由于承台承重较大,决不允许出现有害裂纹,为满足《质量检验评定标准》要求,试配强度按照fcut=fcuk+1.645σ公式(式中fcuk表示混凝土立方体抗压强度标准值)计算结果作为参考,保证具有95%的保证率,并经过多次试配确定。坍落度需要满足施工要求,并保证在一小时之内无明显损失。选用南桐PO32.5普通硅酸盐水泥,该水泥属中水化热品种的水泥,为有效地降低混凝土内绝热温升,达到低水化热品种的水泥效果,掺加适量的Ⅱ级粉煤灰和复合型高效缓凝泵送剂,以改变混凝土流变特性及降低水泥水化热。控制混凝土的粗骨料采用5~40mm连续级配的碎石,针片状颗粒含量不应大于10%,泥量不大于1%,细骨料采用优质中粗砂,含泥量不应大于3%,细度模数控制在2.5左右。

⑴ 水泥:采用南桐P.O 32.5R普通硅酸盐水泥;

⑵ 石子:采用7#墩料场5~40mm连续级配碎石,含泥量小于1%;

⑶ 砂:采用7#墩料场中粗砂,Mx=2.45~2.55,含泥量小于3%;

⑸ 粉煤灰:采用Ⅱ级粉煤灰;

⑴ 该工程结合施工现场情况,10#墩承台混凝土由其右侧拌合站拌合,采用两台输送泵直接从拌合站进行泵送。9#墩承台混凝土由7#墩和10#墩两台拌合站拌合,三台输送车和两辆农用车改装的输送车运至9#墩,由三台输送泵进行泵送浇筑。混凝土采用分层连续灌筑,一次成型,分层厚度宜为30cm左右,分层间隔灌筑时间不得超过试验所确定的混凝土初凝时间,以防出现施工冷缝。

⑵ 承台上设置多处下料软管,以利下料均匀。

⑶ 混凝土振捣采用插入式振捣器,振捣深度插入下层不大于5cm,保证下层在初凝前再进行一次振捣,使混凝土具有良好的密实度,防止漏振,也不能过振,确保质量良好。

⑷ 每次灌筑必须按规范留足强度试件。

合理选择原材料,优化混凝土配合比。

混凝土结构内部埋设循环水冷却管和测温点,通过冷却水循环,降低混凝土内部温度,减小内表温差,控制混凝土内外温差小于20℃,通过测温点测量,掌握内部各测点温度变化,以便及时调整冷却水的流量,控制温差。

① 冷却水管埋设。冷却循环水管采用φ60mm薄壁钢管,进水管口设在承台一侧中心线,出水管口设在另一侧两边沿。每层水管水平布置,层距为1米,共设5层,布置时严格按照设计要求布置。

② 冷却水管安装时,要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠,以防混凝土灌筑时水管变形及脱落而发生堵水和漏水,并做通水试验。

③ 每层循环水管被混凝土覆盖并振捣完毕,即可在该层水管内通水。循环冷却水的流量可控制在1.2~1.5m3/h,使进、出水的温差不大于6℃。

④ 冷却水管使用完毕,需压注水泥浆封闭。

(3)控制混凝土的入模温度

① 拌合混凝土用水,采用河底深水井的水,其水温较低。

② 向拌合用水内加破碎冰块,从而降低混凝土的拌合温度。

③ 降低混凝土入模温度,入模温度不大于28℃。

大体积混凝土的裂缝,特别是表面裂缝,主要是由于内外温差过大产生的。浇筑后,水泥水化使混凝土温度升高,表面易散热温度较低,内部不易散热温度较高,相对地表面收缩内部膨胀,表面收缩受内部约束产生拉应力。通常这种拉应力较小,不至于超过混凝土抗拉强度而产生裂缝。但由于混凝土外部受太阳曝晒、雨水、冷空气等的袭击,也会使表面升降温差较大。因此,养护是防止混凝土开裂的关键。混凝土浇筑完毕后必须用草袋覆盖,加强保湿。保湿养护,延缓降温速率,养护期间不得中断冷却水的供应,要加强施工中的温度监测和管理,及时调整保温及养护措施。大体积砼浇筑完成后,设专人检测和管理,测温时间不少于14天,前7天每隔4小时测温一次,后7天每8小时测温一次,当温差小于25℃时可停止测温。

桥梁基础工程施工是整个桥梁施工的重要部分,我们将在质量、安全、环境保护等方面采取以下技术措施达到规范要求。

1、严格控制原材料的质量

(1)所有进场的水泥必须是经总监办批准指定厂家生产的,有出厂合格证明,同一根桩,同一个承台,不能用品种不同、标号不一、厂家不同的水泥,库存超过3个月的水泥必须进行复验。

(2)大堆料,要分不同规格堆放,且用料仓相隔,标明规格、产地、用途。

钢筋加工及钢筋笼孔口连接符合规范要求。

2、选用先进的试验测量仪器,确保测量资料的准确,试验成果的可靠性。

3、保证结构物位置和几何尺寸的准确

对桩位置和承台位置及尺寸,要进行换手复测,各项误差指标符合《公路工程质量检验评定标准》,测量成果报监理工程师审核签证,对控制点和水准点要定期复测。

4、控制各道施工工序,保证各道工序符合规范要求。特别是水下混凝土灌筑过程中混凝土坍落度的控制、拔管时间及长度的控制等。

在承台施工中加固支撑和加强捣固,防止跑模,出现蜂窝麻面。重点要采取措施防止大体积混凝土裂纹。

5、对关键工序安排专人进行技术指导和监控,对水下混凝土和承台大体混凝土施工分别固定一名技术人员,负责施工,跟班作业,同时对参加施工的人员进行专项培训。

6、切实做好技术交底工作

技术交底以书面形式进行,要提出操作方法、施工步骤、质量要求,机械和劳动力配备,安全注意事项等。

每道工序自检后报监理工程师检查,经过监理工程师检验、签证,方可进行下一道工序。

8、在工地上设置醒目的安全标志,不戴安全帽不允许进入工地。

9、操作各种机械必须按安全程序进行,杜绝机械安全事故。

10、挖孔桩在孔口安装钢筋围栏,防止人员和工具掉入孔中。吊装钢筋用绳牵拉,以防摆动造成危险。

11、在基坑开挖和在基坑中进行施工,要防止边坡坍塌和上面掉东西。在基坑周围设栏栅,夜间设警示灯。

12、挖孔的弃碴,运到指定的弃土场,不能随意弃置。

第三节 桥梁墩台身施工方法及工艺

墩台身施工均采用在墩台身旁搭钢管脚手架,汽车吊配合人工立大块整体钢模板施工。砼由拌合站集中拌合,砼输送车水平运输,混凝土输送泵泵送至墩顶,由串筒引导入模,采用插入式振动器捣固。0#台、11#台、1#~4#由于墩(台)身高度较低,施工时采用一模到顶,墩柱身一次浇筑成形,第二次浇筑盖梁的方法施工。5#~7#墩由于墩身较高,因此采取分段浇筑的方法进行施工,每次从下一道系梁顶浇至上一道系梁顶,最后浇筑盖梁。

0#台、11#台身模板采用主墩承台大块定型模板结合部分小块组合钢模以及部分木模;1#~3#墩身采用φ1.5m圆形定型钢模;4#~7#墩为矩形墩身,其模板采用大块定型钢模。模板检查合格后,均匀涂刷脱模剂,人工配合汽车吊进行拼装,并在接缝处夹双面止浆带防止漏浆。模板安装好后,检查其平面位置、标高是否符合设计要求,调整好后固定牢固。支架采用钢管脚手架,支架的搭设和模板支撑要牢固稳定,确保混凝土浇筑过程中模板不变形、不移位。

所用钢筋应有出厂合格证,且应是总监办指定的生产厂家的厂品,并经试验检测各项指标均符合设计及规范要求方可使用。钢筋由钢筋班在加工场集中加工,然后在墩台位处绑扎成型。钢筋安装要求位置准确,垫块采用同标号的混凝土垫块,满足保护层的要求。钢筋接头采用镦粗螺纹接头,接头按规定截面错开配置。

浇筑前,应对支架、模板、钢筋及预埋件进行检查,清理模板内的杂物、积水和钢筋上污垢。砼由拌合站集中拌制,用砼输送车输送,混凝土输送泵泵送至墩顶,再由串筒导入模内,出口距砼表面不大于1m。

砼分层浇筑厚度不宜超过30cm,插入式振动器振捣固,移动间距不超过其作用半径的1.5倍,插入下层5cm左右,不能碰撞模板、钢筋及预埋件。对每一振动部位,必须振动到该部位混凝土密实为止。密实的标志是砼停止下沉,不再冒气泡、表面呈现平坦、泛浆。

砼浇筑应连续进行,如因故必须间断时,其间断时间应小于前层砼的初凝时间,否则,应按工作缝处理。

分次浇筑墩台身砼前,应将上次浇筑的砼表面浮浆、松散石子清除,将表面凿毛并湿润。砼浇筑完毕后,及时按规范要求进行养护,拆模后用塑料薄膜包裹并洒水。

墩台身施工工艺流程见下页。

墩台身施工工艺流程框图

在墩桩施工时,在距墩顶约1米处沿纵向预留一贯通的孔道。在盖梁施工时,用一钢棒穿过孔道,用两根工字钢支撑于钢棒上作为盖梁模板的支架。盖梁底模和侧模采用大块定型钢模,钢筋骨架在钢筋加工场加工,运至墩顶现场焊接、绑扎成型。

模板安装就位后,进行检查和加固,符合要求并报监理工程师检查后,方可浇筑砼。砼在拌和站集中拌制,砼搅拌输送车运输,泵送入模,插入式振动器振捣,一次浇筑成型,塑料膜包裹并洒水养护。

三、双薄壁高墩施工方法

店Ⅰ号特大桥主墩9#、10#墩为双薄壁墩,两薄壁厚均为2.5米,宽为12.6米,两薄壁间净距7米。9#墩墩高73.661米,10#墩墩高63.991米,9#、10#墩两薄壁间均设有两道10m×7m×1.4m的系梁。过渡墩8#墩为单薄壁墩,薄壁厚3.0米,宽12.2米,墩高为41.798米。主桥墩身采用大块翻模进行施工。此方案具有施工工艺简单、施工速度快等特点。

该套翻模系统,由大块定型钢模、工作平台及提升系统等组成。(附图见36页)。

⑴ 墩身模板为大块组合钢模,其尺寸、刚度和强度均符合设计及规范要求。每套墩身模板由三节组成,每节高2.5米,三节共7.5米。模板的加固,采用在每块侧模外侧加设水平背肋,每道背肋由两根[12槽钢组成。模板加固时,通过Φ16圆钢拉模筋锚固于背肋槽钢上。

⑵ 模板工作平台由内工作平台和外工作平台组成。内工作平台即在两薄壁之间,用碗扣式脚手架搭设支架,在支架上铺设木板作为内工作平台。整个脚手架距模板距离为0.4米,作为模板提升空间。外工作平台即在每块外模和圆端模顶部,用角钢焊接三角撑架和栏杆扶手,并用木板铺面组成外工作平台。

⑶ 提升系统:提升系统由塔吊、施工电梯、混凝土输送泵及泵架组成。塔吊为墩身和梁部施工的主要提升设备,并兼作翻模时的模板提升设备;施工电梯作为施工人员和小型机具的提升设备;混凝土输送泵为混凝土的提升设备,泵架作为混凝土输送泵管和电缆、水管的附着设备。另在泵架内搭设由钢筋焊成的简易人行梯,作为管道、电缆检修人员通道和发生停电等紧急事故时的紧急通道。

主墩墩身钢筋的施工同引桥墩身钢筋的施工,仅其竖向主筋受工作平台的限制,采用4.5m一节,而引桥主筋为9.0m一节。

主墩墩身混凝土的施工同引桥普通墩台身混凝土施工,仅其混凝土标号相对较高,原材料要求较高。另其混凝土入模不再用串筒,而用泵管直接入模。

墩身施工时,内脚手架工作平台的组装、钢筋的绑扎、模板的翻升、混凝土的浇筑等工序是循环进行的,墩身的三节模板也是每次一节、由下往上循环翻升。整个施工过程是不间断、循环进行的,因此施工速度较快。翻模施工工艺流程图见下页:

5、翻模施工中墩身线形控制

薄壁墩的线型控制主要通过施工测量来进行的。薄壁墩施工测量控制内容包括:薄壁墩中心定位测量、薄壁墩高程测量、薄壁墩垂直度测量。

① 薄壁墩中心定位测量

采用三维坐标控制法。每个墩台施工前,先由项目部测量班用全站仪进行中心定位。定位时应由多人进行换手复测检查,并经监理检查确认后,设置好横、纵向护桩,给施工队交底。标高复核时用精密水准仪进行测量。

高程测量采用三种方法进行,一是用全站仪直接进行高程测量;二是用钢尺由墩底水准点往墩顶拉尺进行测量;三是用水准仪在7#墩附近观测9#墩顶标高,在11#台后路基观测10#墩顶标高。最终以水准仪测量为准,其余两种方法作为复核手段。

③ 薄壁墩的垂直度测量

墩身垂直度测量采用自动安平激光铅准仪,每个薄壁在四个角各布一点进行测量。测量时,激光铅准仪安置在桥墩承台上的控制点上,控制点是经精密定位测量所得。在墩顶工作平台上安设激光接收靶,能显示光斑并捕捉斑心,以四个激光斑心来控制单个薄壁每节模板的平面位置及竖直度,并以此控制墩身的垂直度。

① 组建精干的精测小组专门负责墩身的测量工作,配备先进的测量仪器,确保墩身的线型控制;

② 为了防止仪器误差导致墩身偏斜,每隔10m应用全站仪测设中心点与铅准仪校核一次,并对墩身尺寸进行一次复测以确保墩身线型控制;

③ 实行测量换手复核制度,测量资料复核无误后,报监理工程师审查认可,方可用于施工;

④ 为了确保墩身混凝土外观质量,模板加工要符合《钢结构工程施工及验收规范》的基本规定,其表面不允许有孔洞(拉筋孔除外)、毛刺、缝隙及熔渣等;模板组焊必须作磨光处理;模板的上下口应经创边处理;模板接缝采用建筑双面胶带;模板的组装应符合组装精度要求。

第四节 连续刚构悬臂浇筑施工方法及工艺

店Ⅰ号特大桥主桥上部为三跨预应力砼连续刚构箱梁桥,跨径为122+210+122米。箱梁0#段长15m,每个T构纵桥向划分为36段对称梁段,梁段数及长度从根部至跨中分别为10×2.2m,10×2.5m,13×3.0m,3×3.5m,累计悬臂总长98m。1号~36号梁段采用挂篮悬臂浇筑施工。全桥共有3个合拢段,分别为两个边跨合拢段和一个中跨合拢段,合拢段长度均为2m,边跨现浇段长16米。

箱梁为三向预应力结构,整幅式单箱单室截面,箱梁顶板宽22.5m,底板宽11m,外翼板悬臂长5.75m。箱梁根部梁高12.5m,跨中梁高3.5m,其间梁高按三次抛物线变化。箱梁腹板在墩顶范围内厚120cm,从箱梁根部至10号段腹板厚70cm,从11号段至20号段厚60cm,从21号段至37号段为50cm。底板从箱梁根部的120cm逐渐过渡到跨中的32cm。

二、连续刚构悬灌施工方案

1、连续刚构施工组织安排

2、连续刚构施工工期安排

本桥开工日期为2002年7月1日,预计竣工日期为2005年4月30日,总工期为34个月。具体工期安排见附录6《店Ⅰ号特大桥施工网络计划图》。

3、悬臂浇筑施工的主要设备

连续刚构施工为本桥重难点,均属高空作业,工作面狭窄而集中,工期较紧,施工设备的齐全、配套、充足,对施工速度、质量、安全起着至关重要的作用。连续刚构施工主要设备配套方案为:拌合站拌制砼、灌车输送砼、泵送砼到工作面,塔吊承担挂篮安装、钢筋、模板等材料的垂直运输,工业电梯承担工作人员、小型机具的上下,挂篮承担悬灌的主要荷载、另配备预应力设备、压浆设备、卷扬机等。

① 0号块施工:在墩顶砼中预埋牛腿,然后拼装万能杆件,形成空中托架,严格验算托架强度,计算出弹性变形,用混凝土预制块预压消除非弹性变形,并实测出弹性变形。在托架上铺设纵横槽钢作分配梁,再在其上安设方木,最后铺设模板,绑扎钢筋,浇筑0号块。底模采用挂篮底模,侧模两端利用挂篮模板,中间部分利用墩身模板和加工的翼缘钢模,内模由承台大块钢模和部分组合小钢模,并辅以部分异形钢模板拼组而成。

0号块分三次浇筑完成,第一次浇筑至横隔板过人洞下缘(高3.0m,混凝土380m3),第二次浇筑至纵向预应力钢绞线预留孔道下侧0.43m(高6.4m,混凝土580m3),第三次浇筑至顶板(高3.1m,混凝土320m3)。

② 1号~36号段悬臂浇筑

挂篮采用三角型挂篮,重量控制在120t以内,施工程序为:挂篮安装→挂篮预压、测试→调整标高、中线→外模就位→绑扎底板、腹板钢筋及预应力管道布置→内模就位→绑扎顶板钢筋及预应力管道布置→浇筑砼→砼等强→预应力张拉及压浆,移动挂篮进行下一循环。每梁段模板就位按线型控制资料调整,砼灌筑“T”构两侧对称进行,砼的提升靠输送泵进行,其它材料用塔吊提升,人员上下用施工电梯,预应力张拉按规范严格施工,悬灌中梁体线型控制和应力监控由监控单位实施。

A、B边跨合拢段直接在膺架上施工。C跨中合拢段应用挂篮上的模板系统进行。施工前先进行两梁段固结,采用体内固结的方法,浇筑时间选一天中低温、恒温时段,温度控制在10~15℃。

梁部设计为三向预应力,即纵向、竖向、横向三种,预应力筋下料在地面专门设置下料台座,按施工顺序下料、编号、存放,上料用塔吊,纵、横向预应力孔道用金属波纹管成孔。纵向筋较长的孔道应设三通或多通管以利压浆,长束的穿束有专用的通孔、引束工具。张拉顺序及吨位严格按设计要求控制,预应力张拉对梁体内力影响很大,应坚持对称同步施工的原则。

梁部施工工艺包括0#块施工,标准段施工,合拢段,边跨现浇段施工,预应力施工等,工艺流程图如下页:

0号段为箱梁与墩身联接的隅节点,截面内力最大且受力复杂,钢筋和预应力管道密集,因此保证0段施工质量是箱梁施工质量控制的关键。

墩顶托架由预埋于墩身内的预埋件和纵横梁(采用N型万能杆件)拼组而成。托架构造简单,受力明确,重量轻,刚度大, 拼装、拆除方便。外模两端采用挂篮模板,内部翼缘板采用大块定型模板,下部采用部分墩身模板。内模由承台施工时的大块定型模板和部分小块组合钢模,并辅以部分异形钢模板拼组而成。外端变截面段由底模标高调整,内底模采用挂篮底模拼组而成,外底模由承台模板拼组而成。

2、托架和模板的安装:

⑴ 最后两节墩身施工时须按要求预埋好预埋件,预埋件用于万能杆件与墩身的联接。

⑵ 拆除墩身模板,安放外吊工作平台。工作平台由在钢筋焊制的吊筐内铺设木板组成,并用纲丝绳作吊绳吊于墩顶钢筋上。每薄壁两外侧均吊放工作平台。

⑶ 拼装万能杆件。托架的主桁架在地面拼装组成,然后吊至墩顶预埋件上就位,最后在墩顶拼装各主桁的横向联结系。

⑷ 安装纵横分配梁。每道横向分配梁由两根[20槽钢组成,每个墩顶共有10道横向分配梁,其中两薄壁间布置4道,每薄壁外端布置2道。每道横向分配梁均布置于万能杆件节点处。每个墩顶沿纵向共设21道纵向分配梁,其中两边外侧各布置2道由2根[20槽钢组成的纵梁,中间布置17道由2根[14b槽钢组成的纵梁。

⑸ 铺设横向方木和底模。横向方木尺寸为14cm×12cm,间距30cm,底模采用挂篮底模。在方木与纵向分配梁间布置木楔,利用木楔调整底模标高和底模脱模。

⑹ 托架预压。托架预压采用钢筋笼装混凝土预制块进行,预压荷载为计算荷载的1.3倍。预压荷载分三级进行,第一级为0.5倍,第二级为1.0倍,第三级为1.3倍。预压目的是为了测出托架的弹性变形和消除托架的非弹性变形,以利于设置托架的预拱度。

⑺ 绑扎底板钢筋,吊装外模。外模分块吊装后在托架上拼组,每吊装一块模板必须稳固地支撑在托架上GBT 14048.9-2008标准下载,并及时安装对拉杆,以防模板倾覆。

⑻ 内模在底板和腹板钢筋、纵向预应力管道及竖向预应力筋安装完成后拼装。

⑼ 预埋好预埋件和预留好挂篮后锚孔、混凝土输送泵孔、人行孔及水管电缆等孔道。

⑴ 0号段混凝土数量为1280 m3。为保证0号梁段混凝土的整体性和良好的外观质量, 在0号段施工时,采用在墩顶托架上三次灌筑成型的施工方法。第一次浇筑至横隔板过人洞下缘(高3.0m,混凝土380m3),第二次浇筑至纵向预应力钢绞线预留孔道下侧0.43m(高6.4m,混凝土550m3),第三次浇筑至顶板(高3.1m,混凝土350m3)。

⑵ 每次混凝土浇筑均采用两台混凝土输送泵分别从中间向两端浇筑浇筑,并在泵架上预备一根泵管,以防堵管。

⑶ 第二次混凝土浇筑高度为6.4m,为保证混凝土捣固均匀密实,在内侧模间隔开窗DB44/T 1288-2014 户外木塑地板铺装技术规范.pdf,窗口尺寸为50cm×60cm以利于混凝土入模和捣固棒的捣固,另在内外侧模上安放附着式振捣器。

⑷ 0#块混凝土的施工,振捣是关键。因为0#块钢筋密集,预应力筋、预留孔道多,混凝土圬工边角、倒角多,从而使混凝土振捣困难。混凝土振捣时,应小心仔细,严禁碰撞预应力管道与预埋件,倒角处应加强振捣,以保证混凝土密实。

0#段施工流程如下页:

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